[发明专利]一种基于熔融盐相变储热载氧体的旋转制氧系统及方法

权利要求书

1.一种基于熔融盐相变储热载氧体的旋转制氧系统的制氧方法，该旋转制氧系统包括菲涅尔透镜场、反应器系统、旋转系统、若干余热回收装置、第一伸缩管、第二伸缩管、第一风机、蒸发器及冷凝器；所述余热回收装置与反应器系统中用于吸氧反应的反应器连接，所述反应器系统中用于释氧反应的反应器入口与第二伸缩管出口连接，出口与第一伸缩管入口连接，第二伸缩管入口分别与第一风机和蒸发器蒸汽出口连接，蒸发器的热源出口与冷凝器入口连接，蒸发器的热源入口与第一伸缩管出口连接，所述反应器系统与旋转系统连接，菲涅尔透镜场将阳光聚焦在反应器系统的用于释放反应的反应器上；其特征在于：

步骤1：制备载氧体，首先在球壳上开一个小孔，将相变材料填充至球壳内，将开孔切掉的碎片重新焊接在球壳的小孔处；然后浸渍在预先制备好的浆液中静置一段时间后取出；最后通过干燥箱进行干燥，之后通过高温炉进行焙烧，得到载氧体；

步骤2：将步骤1制备好的载氧体装入反应器系统的若干反应器内；

步骤3：开启旋转电机，使其中一个用于释氧反应的反应器在旋转电机的作用下转动至菲涅尔透镜场聚焦处，此时其为释氧反应器，关闭旋转电机；第二缩管伸长使蒸发器蒸汽出口与用于释氧反应的反应器入口处的下阀门相连；第一伸缩管伸长使蒸发器热源入口与用于释氧反应的反应器出口处的上阀门相连；其余用于吸氧反应的反应器的入口及出口处对应的上阀门和下阀门分别与对应的余热回收装置的第四伸缩杆和第三伸缩杆相连；打开用于释氧反应的反应器及用于吸氧反应的反应器的上阀门和下阀门；菲涅尔透镜场将太阳能聚焦在靠近菲涅尔透镜场处用于释氧反应的反应器上，对用于释氧反应的反应器进行加热，太阳能一部分提供反应器内载氧体释氧所需能量，另一部分以相变储热的方式把多余的太阳能热量储存到载氧体内部的相变材料中，此时相变材料吸热由固体变为液体，加热一段时间后，启动第一风机和第二风机，蒸汽经过第二伸缩管、下阀门进入用于释氧反应的反应器中与载氧体进行释氧反应，生成的蒸汽和氧气混合气经过第一伸缩管通过蒸发器的热源入口进入蒸发器内，产生蒸汽后通过冷凝器入口进入冷凝器内，冷凝后生成纯氧，加压处理后通入氧气罐中以备使用；对应余热回收装置的第二风机将空气吸入第四伸缩管，空气经过第四伸缩管及第四阀门进入与余热回收装置连接的反应器内进行吸氧反应，吸氧反应所需能量由载氧体内部高温相变材料由液体变为固定放热提供；与余热回收装置连接的反应器内产生高温贫氧空气经过对应的第三伸缩管进入板式换热器换热，实现对反应产生的高温贫氧空气的余热回收；

步骤4：待步骤3中的用于释放反应的反应器释氧完成后，启动旋转电机，旋转电机逆时针旋转若干反应器，旋转后，关闭旋转电机，下一个用于释氧反应的反应器转动至菲涅尔透镜场处作为新的释氧反应器进行释放反应，其余的反应器作为吸氧反应器进行吸氧反应，重复步骤3；

步骤5：待步骤4中用于释放反应的反应器释氧完成后，重复步骤4实现连续制氧过程。

2.根据权利要求1所述的基于熔融盐相变储热载氧体的旋转制氧系统的制氧方法，其特征在于：所述反应器系统包括若干反应器，组成所述反应器系统的反应器结构相同，均包括反应器壳体、上阀门、下阀门，所述反应器壳体由耐高温玻璃制成的圆柱形密闭容器，反应器壳体中下部安装有过滤网，过滤网上表面放置有载氧体，过滤网的孔径小于载氧体外径，反应器壳体顶部连接有上阀门，底部连接有下阀门，上阀门及下阀门与反应器壳体的连接处均安装有密封圈。

3.根据权利要求2所述的基于熔融盐相变储热载氧体的旋转制氧系统的制氧方法，其特征在于：所述载氧体的基体是金属制成的球壳，所述球壳内填充有相变材料，球壳外部浸渍载氧体颗粒；载氧体为铜基、锰基或钴基氧化物。

4.根据权利要求1所述的基于熔融盐相变储热载氧体的旋转制氧系统的制氧方法，其特征在于：所述余热回收装置包括板式换热器、第三伸缩管、第四伸缩管及第二风机，所述板式换热器入口与第三伸缩管出口连接，第三伸缩管入口与用于吸氧反应的反应器上阀门连接，所述第四伸缩管入口与第二风机出口连接，第四伸缩管出口与用于吸氧反应的反应器下阀门连接。